預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁制運(yùn)架關(guān)鍵技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁制運(yùn)架關(guān)鍵技術(shù)05目錄CONTENTS應(yīng)用推廣和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效應(yīng)04知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)03關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新成果02立項(xiàng)背景和總體思路01指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果FIRST第一部分>>立項(xiàng)背景和總體思路一立項(xiàng)背景和總體思路隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，城市交通擁堵及環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻國(guó)家“新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換”政策引領(lǐng)交通基礎(chǔ)設(shè)施供給作為供給體系的重要一環(huán)，既是促進(jìn)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)，又是加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的重要支撐。城市軌道交通工程建設(shè)作為軌道交通事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，發(fā)揮市域(郊)鐵路在新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換先行區(qū)中的重要作用。城市軌道交通作為一種綠色、便捷的出行方式，必然是未來城市交通發(fā)展的方向。青島藍(lán)色硅谷軌道交通工程情況一青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程，又名青島地鐵11號(hào)線，線路全長(zhǎng)58.44公里，橋梁上部結(jié)構(gòu)全部采用新型U型梁設(shè)計(jì)。該結(jié)構(gòu)為由底板、腹板、翼板組成的薄壁開口U型結(jié)構(gòu)，列車在U型槽內(nèi)行駛，具有結(jié)構(gòu)自重小、抗壓強(qiáng)度高、減震隔音、建筑高度低、車輛行駛安全、結(jié)構(gòu)新穎、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)立項(xiàng)背景和總體思路青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通工程1

底板腹板翼板一立項(xiàng)背景和總體思路缺乏纖維混凝土薄壁U型梁施工質(zhì)量控制技術(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁精細(xì)化預(yù)制工藝關(guān)鍵技術(shù)缺乏實(shí)用U型梁提運(yùn)架控制技術(shù)及設(shè)備薄壁U型梁力學(xué)性能及開裂控制對(duì)策尚未明確技術(shù)應(yīng)用技術(shù)裝備理論應(yīng)用施工和易性、色差、冷縫工程問題科學(xué)問題現(xiàn)狀設(shè)備不配套、精度不足腹板開裂、溫度效應(yīng)檢測(cè)方法尚不完善裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁提運(yùn)架梁施工關(guān)鍵技術(shù)薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁力學(xué)性能及開裂控制對(duì)策預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁質(zhì)量檢測(cè)方法探索及優(yōu)化異性薄壁結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)方法尚需完善理論應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁精細(xì)化預(yù)制工藝關(guān)鍵技術(shù)裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁提運(yùn)架梁施工關(guān)鍵技術(shù)薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁力學(xué)性能及開裂控制對(duì)策預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁質(zhì)量檢測(cè)方法探索及優(yōu)化自2014年起，依托中鐵十四局集團(tuán)公司科研攻關(guān)項(xiàng)目，組織管理、科研、設(shè)計(jì)等單位，百余名科技人員聯(lián)合攻關(guān)，形成了軌道交通預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁制運(yùn)架施工關(guān)鍵技術(shù)施工難點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)問題一立項(xiàng)背景和總體思路Second第二部分>>關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新成果二關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新成果創(chuàng)新成果一:預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁精細(xì)化預(yù)制成套關(guān)鍵技術(shù)主要包括：1、U型梁纖維混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)；2、U型梁鋼筋綁扎胎具及施工工藝；3、U型梁模板噴砂打磨工藝；4、U型梁自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)工藝；5、耐腐蝕外觀涂料研發(fā)。研究了高性能聚丙烯纖維混凝土施工配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

避免了纖維混凝土薄壁結(jié)構(gòu)澆筑困難、強(qiáng)度不高、局部缺陷、水紋等問題優(yōu)化前U型梁色差及冷縫進(jìn)行了9組聚丙烯高性能混凝土配合比試驗(yàn)，得到了最優(yōu)施工配合比。1.1U型梁預(yù)制場(chǎng)地及纖維混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化后試驗(yàn)構(gòu)件外觀

提出了U型梁鋼筋綁扎胎具及施工工藝

解決了異型薄壁結(jié)構(gòu)U型梁鋼筋綁扎效率低、定位困難的問題傳統(tǒng)鋼筋綁扎胎具已無法滿足U形梁鋼筋綁扎工作需要，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）傳統(tǒng)鋼筋綁扎胎具可滿足直線形梁斷面鋼筋定位，對(duì)于U形斷面無法適用；（2）傳統(tǒng)鋼筋綁扎胎具一般為等截面形式，無法滿足U形梁支點(diǎn)變截面鋼筋綁扎定位；（3）隨著跨徑的改變，支點(diǎn)變截面位置不斷改變，傳統(tǒng)鋼筋綁扎胎具一般與梁型是一對(duì)一的關(guān)系，一套胎具無法滿足多種跨徑要求U形梁使用。1.2U型梁鋼筋綁扎胎具及施工工藝

提出了U型梁模板噴砂打磨關(guān)鍵技術(shù)

解決了由于模板基面差異，造成的外觀色差問題，并已授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利由于模板U型設(shè)計(jì)形狀，有的模板部位需要壓弧，致模板表面氧化層脫落，使得模板基面產(chǎn)生差異，由于模板基面的不一致，映射到混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)不同的效果，導(dǎo)致混凝土外觀呈現(xiàn)不同的顏色，造成外觀色差現(xiàn)象。1.3U型梁模板噴砂打磨工藝研發(fā)了U型梁自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)設(shè)備及工藝

解決了U型斷面梁養(yǎng)護(hù)困難，效率較低的問題，并已授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利。1.4U型梁自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)設(shè)備及工藝研發(fā)了一種U型梁耐腐蝕外觀修飾涂料

解決了城市軌道交通U型梁外表美觀的需求，同時(shí)具有沿海地區(qū)耐腐蝕的作用1.5U型梁耐腐蝕外觀涂料研發(fā)主要成分：環(huán)氧樹脂30%～45%，三羥基聚醚15%～20%，甲苯二異氰酸酯4%～11%，乙醇4.5%～6%，水泥5%～12%，膩?zhàn)臃?0%～36%，粉煤灰4%～5%，礦粉4%～5%，固化劑1.5%～3%，催干劑1%～3%，有機(jī)硅消泡劑0%～1%。創(chuàng)新成果二:裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁提運(yùn)架梁施工關(guān)鍵技術(shù)主要包括：1、裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁預(yù)制場(chǎng)內(nèi)提梁施工關(guān)鍵技術(shù)2、一種新型輪胎式梁上運(yùn)梁車3、一種U梁自平衡過孔式架橋機(jī)二關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新成果2.1裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁預(yù)制場(chǎng)內(nèi)提梁施工關(guān)鍵技術(shù)分析了傳統(tǒng)軌道式提梁機(jī)的不足提出了一種適用于U型梁場(chǎng)的輪胎式提梁機(jī)及施工工藝軌道式提梁機(jī)不足：設(shè)備笨重，僅能縱向移動(dòng)，適合傳統(tǒng)箱梁及小型梁場(chǎng)；輪胎式提梁機(jī)優(yōu)勢(shì)：設(shè)備簡(jiǎn)單，縱向及橫向均可移動(dòng)，適合重量較輕的U型梁及大型梁場(chǎng)2.2一種新型輪胎式梁上運(yùn)梁車研發(fā)了一種新型輪胎式梁上運(yùn)梁車輪胎取代鋼軌，減少了運(yùn)梁時(shí)間，方向可調(diào)，保證了運(yùn)梁精度。2.3一種U梁自平衡過孔式架橋機(jī)研發(fā)了一種U梁自平衡過孔式架橋機(jī)實(shí)現(xiàn)了提梁、喂梁、出梁架設(shè)到位，架橋機(jī)過孔的連續(xù)作業(yè)，并已授權(quán)發(fā)明專利創(chuàng)新成果三:薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁開裂控制設(shè)計(jì)對(duì)策主要包括：1、薄壁腹板受力性能及施工期腹板開裂設(shè)計(jì)對(duì)策2、U型梁橫向應(yīng)力分布及易開裂區(qū)域分析3、U型梁豎向和橫向溫度梯度模式二關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新成果3.1薄壁腹板受力性能及施工期腹板開裂設(shè)計(jì)對(duì)策分析了薄壁U型梁施工期腹板開裂原因提出了U型梁設(shè)計(jì)優(yōu)化措施，并在SCI國(guó)際期刊上進(jìn)行了發(fā)表3.2U型梁橫向應(yīng)力分布及易開裂區(qū)域分析研究了薄壁U型梁底板受力性能及易開裂區(qū)域研發(fā)了一種U型梁底板橫向預(yù)應(yīng)力布置方式，并在國(guó)內(nèi)核心期刊上進(jìn)行了發(fā)表3.3U型梁豎向和橫向溫度梯度模式開展了U型梁日照溫度場(chǎng)及溫差效應(yīng)試驗(yàn)研究國(guó)內(nèi)外首次提出了U型梁豎向及橫向溫度梯度分布方式，彌補(bǔ)了現(xiàn)行規(guī)范的不足，并在國(guó)際EI期刊上進(jìn)行了發(fā)表腹板豎向溫度梯度模式底板橫向溫度梯度模式創(chuàng)新成果四:預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁質(zhì)量檢測(cè)方法研發(fā)及優(yōu)化主要包括：1、U型梁空間預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失檢測(cè)方法2、一種新型U型梁電纜槽道抗拉拔試驗(yàn)連接裝置3、薄壁異型結(jié)構(gòu)承載能力靜載試驗(yàn)二關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新成果4.1U型梁空間預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失檢測(cè)方法完善了U型梁空間預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失檢測(cè)試驗(yàn)方法提出了U型梁空間孔道摩阻損失計(jì)算方法二元線性回歸法計(jì)算μ、k值4.2U型梁空間預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失檢測(cè)方法研發(fā)出了新型U型梁電纜槽道抗拉拔試驗(yàn)連接裝置研發(fā)了新型U型梁吊裝孔封堵裝置4.3薄壁異型結(jié)構(gòu)承載能力靜載試驗(yàn)開展了薄壁異型結(jié)構(gòu)U型梁承載能力靜載試驗(yàn)完善了此類結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)定方法THIRD第三部分>>指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果三指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果創(chuàng)新點(diǎn)國(guó)內(nèi)外綜合對(duì)比：核心技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀本研究成果1預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁精細(xì)化預(yù)制工藝關(guān)鍵技術(shù)纖維混凝土配合比：尚需優(yōu)化鋼筋定位綁扎：無適用于U型梁胎具模板噴砂打磨：目前無相關(guān)研究自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)：無適用于U型梁的養(yǎng)護(hù)設(shè)備外觀修飾涂料：耐腐蝕外觀涂料尚需研發(fā)本項(xiàng)目?jī)?yōu)化了高性能聚丙烯纖維混凝土施工配合比，研發(fā)了U型梁鋼筋綁扎胎具及施工工藝；提出了U型梁鋼筋綁扎胎具及U型梁模板噴砂打磨工藝；研發(fā)了U型梁自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)設(shè)備及耐腐蝕外觀修飾涂料；解決了纖維混凝土拌合困難、易出現(xiàn)色差等問題，提高了鋼筋定位綁扎精度及效率，改善了U型梁養(yǎng)護(hù)質(zhì)量及外觀色差等現(xiàn)象2裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁提運(yùn)架梁施工關(guān)鍵技術(shù)梁場(chǎng)提梁機(jī)：目前國(guó)內(nèi)較常采用軌道式，不適用較大梁場(chǎng)梁上運(yùn)梁車：輪軌式，鋪設(shè)、拆除施工周期長(zhǎng)、效率低架橋機(jī)：目前國(guó)內(nèi)尚無適用于U型梁的架橋設(shè)備提出了一種適用于U型梁場(chǎng)的輪胎式提梁機(jī)及施工工藝，保障了U型梁提梁施工效率及提梁過程中結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全；研發(fā)了一種新型輪胎式梁上運(yùn)梁車，無需鋪設(shè)及拆除輪軌，大大縮短了施工周期；研發(fā)了一種U梁自平衡過孔式架橋機(jī)，可實(shí)現(xiàn)U梁架設(shè)的自平衡過孔，目前國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。三指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果創(chuàng)新點(diǎn)國(guó)內(nèi)外綜合對(duì)比：核心技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀本研究成果3薄壁預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁力學(xué)性能及開裂控制對(duì)策腹板及底板開裂控制：U型梁受力性能及設(shè)計(jì)尚需完善溫度梯度：目前國(guó)內(nèi)外規(guī)范對(duì)此尚未進(jìn)行規(guī)定本項(xiàng)目分析了薄壁U型梁施工期腹板開裂原因，提出了U型梁設(shè)計(jì)優(yōu)化措施；研究了薄壁U型梁底板受力性能及易開裂區(qū)域，提出了一種U型梁底板橫向預(yù)應(yīng)力布置方式；開展了U型梁日照溫度場(chǎng)及溫差效應(yīng)試驗(yàn)研究，國(guó)內(nèi)外首次提出了U型梁豎向及橫向溫度梯度分布方式，彌補(bǔ)了現(xiàn)行規(guī)范的不足。4預(yù)應(yīng)力混凝土U型梁質(zhì)量檢測(cè)方法探索及優(yōu)化薄壁異型結(jié)構(gòu)U型梁相關(guān)檢測(cè)方法尚需完善本項(xiàng)目完善了U型梁空間預(yù)應(yīng)力孔道摩阻損失檢測(cè)試驗(yàn)方法，提出了U型梁空間孔道摩阻損失計(jì)算方法；研發(fā)了新型U型梁電纜槽道抗拉拔試驗(yàn)連接裝置及新型U型梁吊裝孔封堵裝置；開展了薄壁異型結(jié)構(gòu)U型梁承載能力靜載試驗(yàn)，完善了此類結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)定方法。本項(xiàng)目的總體實(shí)施避免了薄壁纖維混凝土U型梁預(yù)制及架設(shè)過程中質(zhì)量問題的產(chǎn)生，確保了U型梁高質(zhì)量、安全、快速施工。三指標(biāo)先進(jìn)性和實(shí)施效果THIRD第四部分>>知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，SCI收錄1篇，EI收錄2篇，核心期刊2篇四知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)授權(quán)發(fā)明專利3

項(xiàng)，實(shí)用新型5

項(xiàng)四獲得省級(jí)工法2項(xiàng)，省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)四該項(xiàng)目經(jīng)中國(guó)公路學(xué)會(huì)組織，專家評(píng)價(jià)認(rèn)為：

項(xiàng)目研究成果在城市軌道交通U型梁建設(shè)領(lǐng)域知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平四知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)2014-2016年先后山東省城鄉(xiāng)建設(shè)廳、青島藍(lán)色硅谷城際軌道交通有限公司評(píng)為U型梁預(yù)制樣板工程及安全文明工地青島軌道交通U型梁施工受到青島政府高度贊揚(yáng)，社會(huì)各界一致好評(píng)青島新聞網(wǎng)、新華網(wǎng)、齊魯網(wǎng)等各大媒體相繼報(bào)道四知識(shí)產(chǎn)權(quán)和第三方評(píng)價(jià)FIVE第五部分>>應(yīng)用推廣和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益以及對(duì)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響五現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效益與評(píng)價(jià)在山東、四川、湖北等地召開多場(chǎng)技術(shù)